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在爱因斯坦之前 ， 对宇宙理论统一性的追求是从科学史上一个著名的故事开始的 。 故事是这样的：1655年的一天 ， 一个年轻人坐在树下 ， 突然 ， 他看到一个苹果从上面掉下来 。 随着苹果落下 ， 牛顿重新描绘了我们的宇宙图景 。 在他那个时代的一个大胆猜想中 ， 牛顿声称将苹果拉向地面的力实际上与使月球围绕地球旋转的力相同 ， 突然 ， 牛顿把天堂和凡间统一起来 ， 命名为引力 。
这个规律统一了天地 ， 也是同一个规律 ， 规律着行星的运动 ， 潮汐的潮起潮落 ， 规律着我们周围的事物 ， 这是我们眼中大自然的奇妙统一 。
重力是科学中第一个已知的力 ， 虽然牛顿在300多年前就发现了万有引力定律 ， 但他用来描述这个力的公式语言是如此精确 ， 以至于我们今天还在使用它 。 科学家计划如何让火箭升天 ， 宇航员登月需要的全部是牛顿公式 ， 但是有一个问题 ， 虽然牛顿定律非常准确地描述了引力的强弱 ， 但是牛顿有一个尴尬的秘密 。 他根本不知道重力是如何运作的！
250多年来 ， 科学家们满意地使用这一理论 ， 但避免提及牛顿的问题 ， 直到20世纪初 ， 瑞士专利局一位不知名的职员改变了一切 ， 在思考专利申请的同时 ， 爱因斯坦想到了光的特性 ， 但爱因斯坦万万没想到 ， 他对光的思考会让他解开牛顿的谜题:引力是什么？
【宇宙间引力究竟是何物？从牛顿到爱因斯坦让我们了解引力的本质！】26岁时 ， 爱因斯坦有了一个惊人的发现 ， 那就是光速是宇宙速度的极限 ， 宇宙中没有任何速度可以超越它 。 然而 ， 就在爱因斯坦将他的发现公之于众后不久 ， 他发现这与万有引力之父相冲突 。
问题是 ， 任何速度都无法超越光速的观点与牛顿引力相冲突 。 为了理解这个矛盾 ， 我们可以简单地做几个实验 。
首先设计一个宇宙大灾难 ， 想象一下太阳突然毫无征兆的蒸发 ， 完全消失 ， 看看根据牛顿理论会对星球造成什么影响 。 牛顿的理论预言 ， 随着太阳的毁灭 ， 行星会立即脱离轨道 ， 斜飞向太空 。
换句话说 ， 牛顿认为引力的作用瞬间超越了任何距离 ， 所以我们会立即感受到太阳消失的影响 。 但是爱因斯坦发现了牛顿理论中的一个问题 。 通过对光的研究 ， 爱因斯坦发现光不是瞬间传播的 。 事实上 ， 太阳光线穿过9300万英里到达地球大约需要8分钟 。 既然他已经证明了任何东西 ， 哪怕是重力 ， 都不能超过光速 ， 那么在地球因太阳的消失而陷入黑暗之前 ， 如何才能脱离轨道呢？
对于瑞士专利局的小未来来说 ， 没有比光跑得更快的东西 ， 这意味着牛顿250年的引力理论是错误的 。 如果牛顿是错的 ， 那么这个星球如何保持它的职责？要知道 ， 牛顿理论的胜利是基于研究天体运动的迫切需要 ， 尤其是在行星如何绕行的问题上 。 根据牛顿公式 ， 我们可以计算出行星的运动方式和轨迹 ， 爱因斯坦必须解决这个困境 。
爱因斯坦必须描绘一幅新的宇宙图景 ， 在那里引力不能超过光速 。 继续在专利局工作的同时 ， 爱因斯坦独自在这条路上寻找 。 经过近十年的绞尽脑汁 ， 他用一种新的统一方式得出了答案 。 爱因斯坦开始思考一个由三维空间和一维时间组成的模型“时空” 。 他希望通过理解四维时空的几何结构 ， 可以简单地说沿着这个时空结构的表面翻译东西 。 就像蹦床的表面一样 ， 这种统一的结构可以被行星等大质量物体弯曲延伸 ， 而正是这种扭曲或弯曲的时空造成了我们感受到的重力 。 想象一个像地球一样的行星沿着它的轨道运动 ， 并不是像牛顿的理论所说的那样 ， 因为来自太阳的恒定引力抓住了它 ， 而仅仅是因为它沿着太阳造成的空间结构的曲线运动 。 对引力有了新的认识 ， 再来一次宇宙大灾难 。 让我们看看如果太阳消失了会发生什么 。
扭曲时空的直观图
用这种新方法 ， 爱因斯坦解决了牛顿和爱因斯坦关于引力传播速度的矛盾 。 更重要的是 ， 爱因斯坦描述了一个新的世界来说明引力的本质 ， 那就是由时间和空间组成的曲面和曲面结构 。 爱因斯坦将这种对引力的新描述称为“广义相对论” 。
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